JPH0836780A - Integrated optical unit - Google Patents

Integrated optical unit

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JPH0836780A
JPH0836780A JP6171107A JP17110794A JPH0836780A JP H0836780 A JPH0836780 A JP H0836780A JP 6171107 A JP6171107 A JP 6171107A JP 17110794 A JP17110794 A JP 17110794A JP H0836780 A JPH0836780 A JP H0836780A
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JP
Japan
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photodetector
semiconductor laser
light
optical
vertical wall
Prior art date
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Withdrawn
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JP6171107A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Musha
徹 武者
Akihiko Yoshizawa
昭彦 吉沢
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To accurately position components and to reduce the size and thickness of an integrated optical unit by fixing a semiconductor laser, a signal detecting photodetector to the vertical wall of a mounting board, and fixing reciprocating isolation elements to the two protruding corners of the wall. CONSTITUTION:A mounting board 600 is removed except protrusions 601-605 by anisotropic etching. The left end vertical wall of the protrusion 601 is coated, a semiconductor layer 101 is positioned there, and the position is adjusted, and connected to it. The corners of the protrusions 602, 603 are used as positioning guides, a multi-image parallel flat plate 301 is inhibited to be rotated, and adhered. Further, on the right end vertical walls of the protrusions 604, 605, a signal detecting photodetector 306 is mounted as to be x-y-adjustable. A light quantity monitoring photodetector 305 is positioned at the upper end vertical walls of the protrusions 603, 604 by roughly regulating and adhered. Thus, the optical conjugate distance relationship among the laser 101, the plate 301 and the detector 306 is easily held and the distance relationship in the optical axial directions can be precisely obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光記録媒体、特に光
磁気記録媒体に対して情報の記録・再生を行う光記録媒
体装置に用いる集積型光学ユニットに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated optical unit used in an optical recording medium, particularly an optical recording medium device for recording / reproducing information on / from a magneto-optical recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光学ヘッドとして、例えば、図1
1に示すようなものが提案されている。この光学ヘッド
は、光磁気記録媒体に対して情報の記録・再生を行うも
ので、半導体レーザ101からの直線偏光の発散光束を
偏光ビームスプリッタ102に入射させ、その接合面に
形成された偏光膜103で反射される光束を対物レンズ
104を経て光磁気記録媒体105の情報トラック10
6上に微小スポットとして照射している。偏光ビームス
プリッタ102の偏光膜103は、紙面垂直方向の振動
成分(s偏光)は60〜90%反射し、紙面内の振動成
分(p偏光=信号成分)は、ほぼ100%透過する特性
を有するように、誘電体多層膜をもって構成され、半導
体レーザ101からの直線偏光は、s偏光で偏光膜10
3に入射するようになっている。
2. Description of the Related Art As a conventional optical head, for example, FIG.
The one shown in 1 is proposed. This optical head records / reproduces information on / from a magneto-optical recording medium. A linearly polarized divergent light beam from a semiconductor laser 101 is made incident on a polarizing beam splitter 102, and a polarizing film formed on a joint surface thereof. The light flux reflected by 103 passes through the objective lens 104 and the information track 10 of the magneto-optical recording medium 105.
Irradiation on 6 as a minute spot. The polarizing film 103 of the polarization beam splitter 102 has a characteristic that a vibration component (s-polarized light) in a direction perpendicular to the paper surface is reflected by 60 to 90%, and a vibration component (p-polarized light = signal component) in the paper surface is transmitted by almost 100%. As described above, the linearly polarized light from the semiconductor laser 101 is s-polarized and is formed by the dielectric multilayer film.
It is designed to enter 3.

【0003】光磁気記録媒体105で反射され、その偏
光面が記録情報に応じて光軸回りに±θk回転された戻
り光は、対物レンズ104を経て収束ビームとして再び
偏光ビームスプリッタ102に入射し、その偏光膜10
3を透過することによって、往路に対して空間的に分離
されて多像プリズム107に入射する。多像プリズム1
07は、それぞれ複屈折性結晶からなる第1の三角プリ
ズム108および第2の三角プリズム109を接合して
構成され、戻り光が最初に入射する第1の三角プリズム
108の光学軸は、光磁気信号(以下、MO信号と言
う)を差動方式で検出するために、戻り光の光軸に対し
て垂直で、かつ紙面垂直方向に45°傾いて設定され、
第2の三角プリズム109の光学軸は、第1の三角プリ
ズム108の光学軸に対して、例えばさらに光軸垂直方
向に45°傾いて設定されている。したがって、多像プ
リズム107に入射した戻り光は、実質上3本の光束に
分離されて多像プリズム107から射出される。
The return light reflected by the magneto-optical recording medium 105 and having its polarization plane rotated ± θk around the optical axis according to the recorded information is incident on the polarization beam splitter 102 again as a convergent beam through the objective lens 104. , The polarizing film 10
After passing through 3, the light is spatially separated from the forward path and enters the multi-image prism 107. Multi-image prism 1
07 is configured by joining a first triangular prism 108 and a second triangular prism 109 each made of a birefringent crystal, and the optical axis of the first triangular prism 108 on which the return light first enters is the magneto-optical In order to detect a signal (hereinafter referred to as MO signal) by a differential method, the signal is set to be perpendicular to the optical axis of the returning light and inclined by 45 ° in the direction perpendicular to the paper surface,
The optical axis of the second triangular prism 109 is set to be inclined, for example, by 45 ° in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the optical axis of the first triangular prism 108. Therefore, the return light that has entered the multi-image prism 107 is substantially split into three light beams and emitted from the multi-image prism 107.

【0004】多像プリズム107から射出される3本の
ビームは、トーリックレンズ110を経て光検出器11
1に入射する。トーリックレンズ110は、透過光の焦
点距離を延ばす凹レンズ機能と、フォーカスエラー信号
(以下、FESと言う)を検出するために非点収差を発
生する円柱レンズ機能とを有する。また、光検出器11
1は、図12に示すように、非点収差を有する3本の光
束を分離して受光する3個の受光部112,113およ
び114を有し、中央の受光部114は、4分割受光領
域をもって構成され、受光部112および113の出力
の差に基づいてMO信号を、受光部114の対角の受光
領域の出力の和の差に基づいてFESをそれぞれ検出す
るようにしている。なお、トラッキングエラー信号(以
下、TESと言う)については、図示しないが、例えば
プッシュプル(以下、PPと言う)方式によって検出す
ることができる。
The three beams emitted from the multi-image prism 107 pass through a toric lens 110 and a photodetector 11
Incident on 1. The toric lens 110 has a concave lens function of extending the focal length of transmitted light and a cylindrical lens function of generating astigmatism for detecting a focus error signal (hereinafter referred to as FES). In addition, the photodetector 11
As shown in FIG. 12, reference numeral 1 has three light receiving portions 112, 113 and 114 for separating and receiving three light fluxes having astigmatism, and the central light receiving portion 114 is a four-divided light receiving area. The MO signal is detected based on the difference between the outputs of the light receiving units 112 and 113, and the FES is detected based on the difference between the outputs of the diagonal light receiving regions of the light receiving unit 114. Although not shown, the tracking error signal (hereinafter referred to as TES) can be detected by, for example, a push-pull (hereinafter referred to as PP) method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学ヘッドにおいては、各光学部品を収納、固定するハ
ウジングを、旋盤、フライス盤、NC盤等を利用した機
械加工により成型し、このハウジングにビス止めや接着
等により光学部品を固定するようにしている。このた
め、ハウジングが大型で複雑になると共に、光学部品を
μmオーダで位置決めして実装するのが困難となる。
However, in the conventional optical head, a housing for accommodating and fixing each optical component is molded by machining using a lathe, a milling machine, an NC machine or the like, and is screwed to the housing. The optical parts are fixed by adhesion or adhesion. Therefore, the housing becomes large and complicated, and it becomes difficult to position and mount the optical component on the order of μm.

【0006】特に、上述した光学ヘッドにおけるように
部品点数が多い場合には、図11に二点鎖線で示す部分
の実装寸法が、部品やその調整機構が占めるスペースの
確保から、数十〜数百mm程度と大きくなる。このた
め、実装にあたっては、複雑な加工を伴う数点のブロッ
クに分割された高価なハウジングが必要になると同時
に、それぞれの光学部品や各ハウジングの加工誤差が積
算されるため、その誤差を吸収するために、例えば、光
検出器111のxyz軸調整、あるいは光検出器111
のxy軸調整およびトーリックレンズ110のz軸調整
等の3軸方向の調整が不可欠となる。しかも、このxy
軸調整とz軸調整とは、互いに独立とならず、干渉する
ため、調整の繰り返しが要求され、多大な工数増を招く
という問題がある。
In particular, when the number of parts is large as in the above-mentioned optical head, the mounting dimension of the part shown by the chain double-dashed line in FIG. 11 is several tens to several in order to secure the space occupied by the parts and its adjusting mechanism. It becomes as large as about 100 mm. For this reason, when mounting, an expensive housing divided into several blocks that require complicated processing is required, and at the same time, the processing error of each optical component and each housing is accumulated, and the error is absorbed. Therefore, for example, the xyz-axis adjustment of the photodetector 111, or the photodetector 111
It is indispensable to make adjustments in the three axial directions such as the xy axis adjustment and the toric lens 110 z axis adjustment. Moreover, this xy
Since the axis adjustment and the z-axis adjustment are not independent of each other and interfere with each other, repeated adjustments are required, resulting in a great increase in the number of steps.

【0007】さらに、互いに光学的共役位置関係にある
半導体レーザ101の発光面と、光検出器111の受光
面とが、空間的に大きく離間しているため、温度変化や
経年変化等に弱く、耐環境特性が保ち難いという問題が
ある。
Further, since the light emitting surface of the semiconductor laser 101 and the light receiving surface of the photodetector 111, which are in an optically conjugate positional relationship with each other, are spatially widely separated from each other, they are vulnerable to temperature changes and aging changes. There is a problem that it is difficult to maintain the environment resistance characteristics.

【0008】この発明は、上述した従来の問題点に着目
してなされたもので、実装用基板の加工精度を確保で
き、光学部品を正確に位置決めして実装できると共に、
小型、薄型で、安価にでき、しかも耐環境性に優れた集
積型光学ユニットを提供することを目的とする。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and it is possible to secure the processing accuracy of the mounting substrate, to accurately position and mount the optical component, and
It is an object of the present invention to provide an integrated optical unit that is small in size, thin, inexpensive, and excellent in environmental resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、光記録媒体に対して情報の記録・再生
を行う光記録媒体装置に用いる集積型光学ユニットであ
って、少なくとも最上面が(110)のシリコンウエハ
からなり、{111}を側面とする複数の垂直壁を有す
る実装用基板と、この実装用基板の(111)垂直壁に
固着された半導体レーザと、異なる(111)垂直壁に
固着され、前記光記録媒体からの戻り光を受光する光検
出器と、異なる(111)垂直壁の少なくとも2つの凸
のコーナに回転止めして固着され、前記半導体レーザか
らの光束を前記光記録媒体側に導くと共に、前記光記録
媒体からの戻り光を前記光検出器側に導く往復路分離素
子とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention is an integrated optical unit used in an optical recording medium device for recording / reproducing information on / from an optical recording medium. Is a (110) silicon wafer and has a plurality of vertical walls having {111} as its side surfaces, and a semiconductor laser fixed to the (111) vertical walls of this mounting substrate is different from (111). A photodetector fixed to the vertical wall and receiving return light from the optical recording medium and a photodetector fixed to at least two convex corners of the different (111) vertical wall are fixed to prevent rotation of the light flux from the semiconductor laser. It is characterized in that it has a round-trip path separating element which guides the return light from the optical recording medium to the photodetector side while guiding it to the optical recording medium side.

【0010】前記半導体レーザが固着される垂直壁およ
び前記光検出器が固着される垂直壁は、同一方位の(1
11)面とするのが、前記半導体レーザ、光検出器およ
び往復路分離素子の3者間の光軸方向の距離関係をμm
オーダで確保する点で好ましい。
The vertical wall to which the semiconductor laser is fixed and the vertical wall to which the photodetector is fixed have the same azimuth (1
The 11) plane is the distance relationship in the optical axis direction between the semiconductor laser, the photodetector, and the round-trip path separating element in μm.
It is preferable because it can be secured on the order.

【0011】前記実装用基板は、前記半導体レーザおよ
び光検出器の少なくとも1つを、対応する垂直壁に吸着
するための貫通空気穴を有するのが、半導体レーザや光
検出器を位置調整して、対応する垂直壁に固着する点で
好ましい。
The mounting substrate has through air holes for adsorbing at least one of the semiconductor laser and the photodetector to the corresponding vertical wall. It is preferable in that it is fixed to the corresponding vertical wall.

【0012】[0012]

【作用】この発明において、実装用基板は、少なくとも
最上面が、{111}を側面とする垂直壁となるように
加工された(110)のシリコンウエハからなるので、
一つの実装用基板に、半導体レーザ、光検出器および往
復路分離素子をそれぞれ固着するための複数の垂直壁
を、光縮小法および異方性エッチングにより、μmオー
ダの高精度で得ることができる。したがって、光学部品
を正確に位置決めして実装できると共に、小型、薄型
で、安価にでき、しかも耐環境性に優れた集積型光学ユ
ニットを量産性よく得ることが可能となる。
In the present invention, since the mounting substrate is made of (110) silicon wafer processed so that at least the uppermost surface becomes a vertical wall having {111} as its side surface,
It is possible to obtain a plurality of vertical walls for fixing the semiconductor laser, the photodetector and the reciprocal path separating element on one mounting substrate with high precision on the order of μm by the optical reduction method and anisotropic etching. . Therefore, it is possible to accurately position and mount optical components, and to obtain an integrated optical unit that is small in size, thin, inexpensive, and excellent in environmental resistance with good mass productivity.

【0013】[0013]

【実施例】図1は、この発明にかかる集積型光学ユニッ
トを用いる場合の光記録媒体装置の光学系の基本構成を
示すもので、二点鎖線で囲んだ部分が、往復路の非共通
光路を形成する半導体レーザ101、信号検出用の光検
出器111および往復路分離素子201を有する集積型
光学ユニットを示している。結像光路である往路では、
半導体レーザ101から発せられた光束が、往復路分離
素子201で反射されたのち、対物レンズ104によ
り、例えば光磁気記録媒体105上に微小スポットとし
て結像する。
FIG. 1 shows the basic structure of an optical system of an optical recording medium device in which an integrated optical unit according to the present invention is used. A portion surrounded by a chain double-dashed line is a non-common optical path of a reciprocating path. 1 shows an integrated optical unit having a semiconductor laser 101 forming a laser beam, a photodetector 111 for signal detection, and a round-trip path separation element 201. In the outward path, which is the imaging optical path,
The light beam emitted from the semiconductor laser 101 is reflected by the round-trip path separation element 201, and then imaged as a minute spot on the magneto-optical recording medium 105 by the objective lens 104.

【0014】また、信号検出光路である復路では、光磁
気記録媒体105で反射された戻り光が、対物レンズ1
04を経て往復路分離素子201に再び入射し、その透
過光が往路に対して空間的に分離されて光検出器111
に入射し、この光検出器111の出力に基づいて、FE
S、TES、MO信号が検出される。
In the return path, which is the signal detection optical path, the return light reflected by the magneto-optical recording medium 105 is the objective lens 1.
After passing through 04, the light enters the reciprocal path separation element 201 again, and the transmitted light is spatially separated from the forward path, and the photodetector 111
To the FE, and based on the output of this photodetector 111,
S, TES, MO signals are detected.

【0015】ここで、往復路分離素子201は、透過お
よび反射を利用する半透明板や半透明プリズム、往路が
0次光で復路が高次回折光を利用するグレーティング、
1/4波長板と共用してオプチカルアイソレータを構成
する偏光ビームスプリッタ等をもって構成することがで
きる。
Here, the round-trip path separating element 201 is a semi-transparent plate or a semi-transparent prism that uses transmission and reflection, a grating that uses 0th order light on the forward path and high-order diffracted light on the return path,
It can be configured by a polarization beam splitter or the like which also constitutes an optical isolator in common with the quarter-wave plate.

【0016】図1において、半導体レーザ101から往
復路分離素子201までの距離をa、往復路分離素子2
01から光検出器111までの距離をbとすれば、a=
bが往復路分離素子201を介した場合に、半導体レー
ザ101と光検出器111とが光学的共役点の位置関係
になる。したがって、これら半導体レーザ101、光検
出器111および往復路分離素子201を、集積型光学
ユニットとして、それらの位置関係を、確実に位置決め
してコンパクトに実装すれば、共通光路に外乱が入って
も、光学的性能が乱されることはなくなる。
In FIG. 1, the distance from the semiconductor laser 101 to the round trip path separating element 201 is a, and the round trip path separating element 2 is
If the distance from 01 to the photodetector 111 is b, then a =
When b is through the round trip path separating element 201, the semiconductor laser 101 and the photodetector 111 have a positional relationship of optical conjugate points. Therefore, if the semiconductor laser 101, the photodetector 111, and the reciprocal path separation element 201 are integrated as an integrated optical unit and their positional relationship is reliably positioned and compactly mounted, even if disturbance occurs in the common optical path. , Optical performance will not be disturbed.

【0017】なお、半導体レーザ101と光検出器11
1との位置関係は、往復路分離素子201を往路で透
過、復路で反射とすれば、置き換えが可能であり、また
復路において往復路分離素子201の後方に反射部材を
設ければ、双方を同一方向に配置することも可能であ
る。
The semiconductor laser 101 and the photodetector 11
The positional relationship with 1 can be replaced if the reciprocal path separation element 201 is transmitted on the outward path and reflected on the return path, and if a reflecting member is provided behind the reciprocal path separation element 201 on the return path, both can be replaced. It is also possible to arrange them in the same direction.

【0018】図2は、この発明にかかる集積型光学ユニ
ットを用いる場合の光記録媒体装置の光学系の一例の構
成を示すものである。この光学系は、光磁気記録媒体用
のもので、無限系に構成したものである。半導体レーザ
101からの直線偏光した発散光束は、偏光膜304を
有する多像平行平面板301に入射させ、これら偏光膜
304および多像平行平面板301を透過する光束を光
量モニタ用光検出器305で受光して、その出力に基づ
いて半導体レーザ101の出射光量を制御し、多像平行
平面板301で反射される光束を、コリメータレンズ3
10で平行光束にして、対物レンズ104により光磁気
記録媒体105の情報トラック106上に微小スポット
として照射する。
FIG. 2 shows an example of the configuration of an optical system of an optical recording medium device when the integrated optical unit according to the present invention is used. This optical system is for a magneto-optical recording medium and is an infinite system. A linearly polarized divergent light beam from the semiconductor laser 101 is incident on a multi-image parallel plane plate 301 having a polarization film 304, and the light beam transmitted through the polarization film 304 and the multi-image parallel plane plate 301 is detected by a photodetector 305 for light amount monitoring. Is received by the collimator lens 3 and the amount of light emitted from the semiconductor laser 101 is controlled based on the output of the collimator lens 3.
A parallel light flux is formed at 10 and is irradiated as a minute spot on the information track 106 of the magneto-optical recording medium 105 by the objective lens 104.

【0019】また、光磁気記録媒体105で反射される
戻り光は、対物レンズ104およびコリメータレンズ3
10を経て偏光膜304に入射させることにより、この
偏光膜304を透過する戻り光を往路と空間的に分離し
て多像平行平面板301に入射させる。多像平行平面板
301に入射した戻り光は、該多像平行平面板301を
屈折透過させることにより、非点収差を与えて偏光分離
し、その偏光分離された光束を信号検出用光検出器30
6で受光して、MO信号、FESおよびTESを検出す
るようにする。
The return light reflected by the magneto-optical recording medium 105 is the objective lens 104 and the collimator lens 3.
By making the light incident on the polarizing film 304 via 10, the return light passing through the polarizing film 304 is spatially separated from the outward light and made incident on the multi-image plane parallel plate 301. The return light that has entered the multi-image parallel plane plate 301 is refracted and transmitted through the multi-image parallel plane plate 301 to impart astigmatism and polarization-separated, and the polarization-separated light flux is used as a signal detection photodetector. Thirty
Light is received at 6, and the MO signal, FES, and TES are detected.

【0020】半導体レーザ101は、その出射光の直線
偏光の方向が、偏光膜304にs偏光で入射するように
配置する。多像平行平面板301は、それぞれ複屈折性
結晶、例えばニオブ酸リチウムからなる第1の三角プリ
ズム302および第2の三角プリズム303を貼り合わ
せて構成し、半導体レーザ101からの発散光束および
光磁気記録媒体105からの戻り光が入射する第1の三
角プリズム302の面に偏光膜304を形成する。偏光
膜304、例えば、紙面と直交方向の振動成分(s偏
光)は60〜90%反射し、紙面内の振動成分(p偏光
=信号成分)は、信号検出効率上、ほぼ100%透過す
る特性を有するように誘電体多層膜をもって構成する。
The semiconductor laser 101 is arranged so that the direction of the linearly polarized light of its emitted light enters the polarizing film 304 as s-polarized light. The multi-image plane parallel plate 301 is configured by bonding a first triangular prism 302 and a second triangular prism 303 each made of a birefringent crystal, for example, lithium niobate, and divergent light flux from the semiconductor laser 101 and magneto-optical property. A polarizing film 304 is formed on the surface of the first triangular prism 302 on which the return light from the recording medium 105 is incident. The polarization film 304, for example, has a characteristic that a vibration component (s-polarized light) in a direction orthogonal to the paper surface is reflected by 60 to 90%, and a vibration component in the paper surface (p-polarized light = signal component) is transmitted almost 100% in terms of signal detection efficiency. And a dielectric multi-layer film.

【0021】また、第1の三角プリズム302の光学軸
は、MO信号を差動方式で検出するために、y方向に直
線偏光した入射光の光軸に対して垂直で、かつ紙面垂直
方向に45°傾斜して設定して、戻り光を常光および異
常光の直交した振動成分にほぼ2等分するようにし、第
2の三角プリズム303の光学軸は、第1の三角プリズ
ム302の光学軸に対して、さらに光軸垂直面内、すな
わち光軸回りに所定角度傾斜して設定する。
The optical axis of the first triangular prism 302 is perpendicular to the optical axis of the incident light linearly polarized in the y direction and in the direction perpendicular to the paper surface in order to detect the MO signal by the differential method. The optical axis of the second triangular prism 303 is set such that the return light is divided into two equal oscillation components of the ordinary light and the extraordinary light, which are orthogonal to each other, and the optical axis of the second triangular prism 303 is the optical axis of the first triangular prism 302. On the other hand, in the plane perpendicular to the optical axis, that is, the optical axis is inclined by a predetermined angle.

【0022】このように、第1および第2の三角プリズ
ム302および303の光学軸を設定すると、入射光
(戻り光)の直線偏光は、第1の三角プリズム302に
よって、ほぼ等しい強度の常光Oおよび異常光Eに偏光
分離され、さらに第2の三角プリズム303によって、
各光線が常光OO,EOと異常光OE,EEとに偏光分
離されて、合計4本の光束となる。ここで、光束OOお
よびEEは、ほぼ重なっており、光束OEおよびEO
は、互いに逆方向に屈折透過するので、多像平行平面板
301からは、実質上3本の光束が分離されて出射され
ることになる。
When the optical axes of the first and second triangular prisms 302 and 303 are set in this manner, the linearly polarized light of the incident light (return light) is converted by the first triangular prism 302 into the ordinary light O of substantially equal intensity. And extraordinary light E is polarized and separated, and further by the second triangular prism 303,
Each ray is polarized and separated into ordinary rays OO and EO and extraordinary rays OE and EE to be a total of four luminous fluxes. Here, the light fluxes OO and EE almost overlap, and the light fluxes OE and EO
Are refracted and transmitted in directions opposite to each other, so that substantially three light beams are separated and emitted from the multi-image plane parallel plate 301.

【0023】多像平行平面板301から出射される戻り
光を受光する信号検出用光検出器306は、その受光面
が多像平行平面板301による非点収差の最良像面位
置、すなわち多像平行平面板301によるx方向の焦点
面とy方向の焦点面とのほぼ中間に位置するように配置
する。この検出器306には、図3に平面図を示すよう
に、多像平行平面板301からの光束EOを受光する受
光領域307と、光束OEを受光する受光領域308
と、光束OOおよびEEを受光する4分割受光領域30
9とを設ける。
The signal detecting photodetector 306 which receives the return light emitted from the multi-image plane parallel plate 301 has its light-receiving surface at the best image plane position of astigmatism due to the multi-image plane parallel plate 301, that is, multi-image. The parallel plane plate 301 is arranged so as to be located approximately in the middle between the focal plane in the x direction and the focal plane in the y direction. As shown in the plan view of FIG. 3, the detector 306 has a light receiving region 307 that receives the light beam EO from the multi-image plane parallel plate 301 and a light receiving region 308 that receives the light beam OE.
And a four-division light receiving area 30 for receiving the light beams OO and EE
9 and are provided.

【0024】この光学系によれば、図12における構成
と同様にして、互いに直交する偏光成分を分離して受光
する受光領域307および308の出力の差に基づいて
MO信号を検出することができると共に、ほぼ等量の直
交する偏光成分を受光する4分割受光領域309の対角
和出力の差に基づいてFESを検出することができる。
また、TESは、4分割受光領域309の出力に基づい
て、PP方式により検出することができる。なお、受光
領域307,308および4分割受光領域309に入射
する光束(EO)、(OE)および(OO+EE)の強
度比は、第1,第2の三角プリズム202,203の光
学軸が成す角度を適切に選ぶことにより任意に設定する
ことができ、例えば、これを90°として、いわゆるウ
ォラストンプリズムの形態をとれば、(OO+EE)の
強度は、ゼロとなる。
According to this optical system, the MO signal can be detected based on the difference between the outputs of the light receiving regions 307 and 308 which separate and receive the polarization components orthogonal to each other in the same manner as the configuration in FIG. At the same time, the FES can be detected based on the difference in the diagonal sum outputs of the four-divided light receiving regions 309 that receive almost equal amounts of orthogonal polarization components.
Further, TES can be detected by the PP method based on the output of the four-division light receiving area 309. The intensity ratio of the light beams (EO), (OE) and (OO + EE) incident on the light receiving regions 307 and 308 and the four-division light receiving region 309 is determined by the angle formed by the optical axes of the first and second triangular prisms 202 and 203. Can be arbitrarily set by appropriately selecting, for example, if this is set to 90 ° and a so-called Wollaston prism is formed, the intensity of (OO + EE) becomes zero.

【0025】図2に示す光学系を構成するにあたって、
小型・薄型の光学ヘッドを実現するには、多像平行平面
板301から信号検出用光検出器306までの距離を、
1〜2mm程度に抑えるのが望まれる。
In constructing the optical system shown in FIG.
In order to realize a compact and thin optical head, the distance from the multi-image plane parallel plate 301 to the signal detection photodetector 306 is
It is desired to suppress the thickness to about 1 to 2 mm.

【0026】また、実用的な設計値としては、ビーム整
形機能なしの場合には、コリメータレンズ310(有限
系では対物レンズ104)の半導体レーザ側のNAが
0.15、対物レンズ104の記録媒体側のNAが0.
55の約3.7倍率とするのが考えられる。ビーム整形
機能を有する場合には、コリメータレンズ310のNA
が小さくなるので、倍率はさらに高くなる。
As a practical design value, when the beam shaping function is not provided, the NA of the collimator lens 310 (objective lens 104 in the finite system) on the semiconductor laser side is 0.15, and the recording medium of the objective lens 104. NA on the side is 0.
It is considered to be about 3.7 times that of 55. In the case of having a beam shaping function, the NA of the collimator lens 310
Becomes smaller, the magnification becomes higher.

【0027】この場合、記録媒体面での焦点深度を±1
μmとすると、記録媒体は反射系であるから、信号検出
用光検出器306上での対応する光軸方向の像の動き
は、±1μm×2×3.72 ≒±27μmとなる。この
範囲内で、信号検出用光検出器306を3軸方向に調整
するのは困難である。このため、従来は、凹レンズを用
いて倍率を稼ぐことにより、位置決め精度を拡大して光
軸方向の調整を可能にしていたが、小型・薄型の光学ヘ
ッドを実現するには、このような凹レンズの挿入は好ま
しくない。
In this case, the depth of focus on the surface of the recording medium is ± 1.
Since the recording medium is a reflection system, the movement of the image in the corresponding optical axis direction on the signal detecting photodetector 306 is ± 1 μm × 2 × 3.7 2 ≈ ± 27 μm. Within this range, it is difficult to adjust the signal detection photodetector 306 in the three axis directions. Therefore, conventionally, by using a concave lens to increase the magnification, it is possible to increase the positioning accuracy and adjust the optical axis direction. However, in order to realize a compact and thin optical head, such a concave lens is used. Is not preferable.

【0028】また、信号検出用光検出器306をxy平
面の2軸方向の調整で済ませようとすると、半導体レー
ザ101の発光点の仮想共役位置に対する信号検出用光
検出器306の光軸方向の位置決め精度が要求される。
しかも、この場合には、調整によって光軸方向の他の誤
差を吸収することができないので、光軸方向での半導
体レーザ101の位置決め精度、多像平行平面板30
1の厚み誤差、多像平行平面板301の位置決め精
度、信号検出用光検出器306の位置決め精度、そ
の他の誤差は、正規分布のばらつきを考慮して、それぞ
れ±10μm以下に抑える必要がある。
If the signal detecting photodetector 306 is to be adjusted in the biaxial directions of the xy plane, the signal detecting photodetector 306 in the optical axis direction with respect to the virtual conjugate position of the light emitting point of the semiconductor laser 101. Positioning accuracy is required.
Moreover, in this case, other errors in the optical axis direction cannot be absorbed by the adjustment, so that the positioning accuracy of the semiconductor laser 101 in the optical axis direction and the multi-image plane parallel plate 30 can be improved.
The thickness error of No. 1, the positioning accuracy of the multi-image plane parallel plate 301, the positioning accuracy of the photodetector 306 for signal detection, and other errors must be suppressed to ± 10 μm or less in consideration of variations in the normal distribution.

【0029】図2に示す光学系においては、半導体レー
ザ101から偏光膜304までの距離をa、偏光膜30
4から多像平行平面板301を経て信号検出用光検出器
306までの距離をb+c、多像平行平面板301の屈
折率をnとすると、半導体レーザ101と、多像平行平
面板301を介した信号検出用光検出器306との光学
的共役点の位置関係は、a=b/n+cとなる。
In the optical system shown in FIG. 2, the distance from the semiconductor laser 101 to the polarizing film 304 is a, and the polarizing film 30 is
4, the distance from the multi-image parallel plane plate 301 to the signal detection photodetector 306 is b + c, and the refractive index of the multi-image parallel plane plate 301 is n, the semiconductor laser 101 and the multi-image parallel plane plate 301 are interposed. The positional relationship of the optical conjugate point with the signal detecting photodetector 306 is a = b / n + c.

【0030】ここで、小型・薄型化を考慮した場合の実
用的数値として、a=2.5mm、多像平行平面板30
1の厚みtをt=2mm、n=2.2とすると、多像平
行平面板301の出射点から信号検出用光検出器306
までの距離cは、1.5mm程度となり、通常の機械加
工されたハウジングに、必要精度を確保して実装するの
は難しくなると共に、このスペース内で3軸調整を行う
場合には、調整工数の増加を招くことになる。
Here, as a practical numerical value in consideration of miniaturization and thinning, a = 2.5 mm, multi-image plane parallel plate 30
When the thickness t of 1 is t = 2 mm and n = 2.2, the photodetector 306 for signal detection is output from the exit point of the multi-image plane parallel plate 301.
Distance c is about 1.5 mm, and it becomes difficult to mount it on a normally machined housing with the required accuracy. In addition, when performing 3-axis adjustment within this space, the adjustment man-hour Will be increased.

【0031】この発明の実施例においては、最上面が
(110)のシリコンウエハに異方性エッチングを施し
て、{111}を側面とする複数の垂直壁を形成したも
のを実装用基板として用い、この実装用基板のそれぞれ
異なる垂直壁に、上述した半導体レーザ101および多
像平行平面板301を固着すると共に、垂直壁の少なく
とも2つの凸コーナに信号検出用光検出器306を回転
止めして固着して集積型光学ユニットを構成する。
In the embodiment of the present invention, a silicon wafer whose uppermost surface is (110) is anisotropically etched to form a plurality of vertical walls having {111} as side surfaces, which is used as a mounting substrate. The semiconductor laser 101 and the multi-image parallel plane plate 301 are fixed to different vertical walls of the mounting substrate, and the signal detection photodetector 306 is stopped from rotating at least two convex corners of the vertical wall. They are fixed to form an integrated optical unit.

【0032】以下、図4および図5を参照して、(11
0)のシリコンウエハに、深溝の異方性エッチングを適
用する場合の基本的事項および留意すべき設計事項につ
いて説明する。被加工材に単結晶シリコンを用いる場合
の異方性エッチングは、エッチング速度がエッチャント
のKOH(水酸化カリウム)水溶液等に対して大きな結
晶方位依存性を持つのを利用している。シリコンの結晶
面(111)のエッチレートは、他の結晶面のそれに比
べて極めて小さく、結晶面(110)が最大値を示し、
その両者のエッチレートの比は、1:180にも及ぶ。
この特性を利用して、図4(a)に示すように、(11
0)ウエハ表面に、<1−12>あるいは<−112>
方向に(文中では、図4で示す数字の上のバーを、便宜
上、数字の前に記載する。以下、このように記載す
る。)マスク開口を設けてエッチングを行えば、成す角
度が109.5°および70.5°の{111}側壁が
4面現れ、サイドエッチが少なく、開口から真下に削れ
た深溝を得ることができる。しかも、両者のエッチレー
トの比を、約1:180とすれば、例えば、1.2mm
の超深溝加工であっても、上下面間の垂線からの誤差
を、7μm以内に抑えることができる。
Hereinafter, referring to FIGS. 4 and 5, (11
The basic items and the design items to be noted when applying the anisotropic etching of the deep groove to the silicon wafer of 0) will be described. Anisotropic etching in the case of using single crystal silicon as the material to be processed utilizes that the etching rate has a large crystal orientation dependency with respect to an etchant KOH (potassium hydroxide) aqueous solution or the like. The etching rate of the crystal plane (111) of silicon is extremely smaller than that of other crystal planes, and the crystal plane (110) shows the maximum value.
The ratio of the two etch rates reaches 1: 180.
Utilizing this characteristic, as shown in FIG.
0) <1-12> or <-112> on the wafer surface
4 (in the text, the bar above the numeral shown in FIG. 4 is described before the numeral for convenience. Hereinafter, it is described as follows.) When a mask opening is provided and etching is performed, the angle formed is 109. The {111} side walls of 5 ° and 70.5 ° appear on four sides, the side etching is small, and a deep groove cut directly below the opening can be obtained. Moreover, if the ratio of both etch rates is about 1: 180, for example, 1.2 mm
Even in the case of ultra-deep groove machining, the error from the vertical line between the upper and lower surfaces can be suppressed within 7 μm.

【0033】ここで、(110)シリコンを、{11
1}を側壁とする異方性加工を行う場合の留意すべき設
計事項の第1は、エッチング底面に上面と平行でない
(111)面が現れることである。この様子を、図4
(b)に示す図4(a)の矢印b方向から見たz軸断面
図を参照して説明する。図4(b)は、(110)ウエ
ハを使用した場合に、上面と垂直な4つの(111)側
面以外に、上面と斜め35.3°の角を成す(111)
面が2つ現れることを示している。これらの面は、7
0.5°の両側のコーナから現れるもので、深さ方向の
エッチングが進むにつれて出現する面積が増え、最後に
は底面の両斜(111)面がぶつかる深さまで、すなわ
ち{111}面以外の面が全てエッチング終了する深さ
まで進行する。
Here, (110) silicon is replaced by {11
The first design item to be noted when performing anisotropic processing using 1} as a sidewall is that a (111) plane that is not parallel to the top surface appears on the etching bottom surface. This state is shown in FIG.
The description will be made with reference to the z-axis cross-sectional view seen from the arrow b direction of FIG. 4A shown in FIG. FIG. 4B shows that when a (110) wafer is used, it forms an angle of 35.3 ° with the upper surface in addition to the four (111) side surfaces perpendicular to the upper surface (111).
It shows that two surfaces appear. These faces are 7
It appears from the corners on both sides of 0.5 °, and the area that appears appears as the etching in the depth direction progresses, and finally reaches the depth at which the bilateral (111) planes of the bottom surface collide, that is, other than the {111} plane. The surface progresses to a depth where etching is completed.

【0034】この様子を図5(a)および(b)に示
す。図5(a)は、エッチング進行中の過程を示し、こ
のエッチングは、図5(b)に示す状態で、実質上自動
停止して、4つの側壁および2つの斜面が全て(11
1)面となる。したがって、70.5°のコーナは、溝
の深さと確保すべき底面の平坦部とを考慮して、余分な
マスク寸法としておく。なお、必要な溝深さをdとする
と、確保可能な平坦なエッチング底面は、70.5°の
コーナから2等分線方向に、d/ tan35.3°だけ離
れた所からとなる。
This state is shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). FIG. 5 (a) shows a process in progress of etching. This etching is substantially automatically stopped in the state shown in FIG. 5 (b), and all four sidewalls and two slopes (11
1) It becomes a surface. Therefore, the corner of 70.5 ° is set as an extra mask dimension in consideration of the groove depth and the flat portion of the bottom surface to be secured. Assuming that the required groove depth is d, the assured flat etching bottom surface is located at a distance of 35.3 ° from the corner of 70.5 ° in the bisector direction.

【0035】留意すべき設計事項の第2は、エッチング
の結果、凸のコーナに高次の面が出現して、凸のコーナ
が丸くなり、寸法精度が確保できなくなることである。
これを防止するためには、例えば、マスク形状を予め少
し補正しておく。この点については、例えば、B.Puers,
and W.Sansen,"Compensation Structures for Convex
Corner Micromachining in Silicon", Sensors and Act
uators, A21-A23, 1990, pp.1036-1941.等に説明されて
いる。
The second design item to be noted is that, as a result of etching, higher-order surfaces appear on the convex corners, the convex corners are rounded, and dimensional accuracy cannot be ensured.
To prevent this, for example, the shape of the mask is slightly corrected in advance. In this regard, for example, B. Puers,
and W. Sansen, "Compensation Structures for Convex
Corner Micromachining in Silicon ", Sensors and Act
uators, A21-A23, 1990, pp.1036-1941.

【0036】以下、この発明の集積型光学ユニットの実
施例について、図2に示した光磁気用光学系を前提とし
て説明するが、以下に説明する各実施例は、半導体レー
ザ、往復路分離素子および信号検出用の光検出器を有す
る全ての光記録媒体用の光学系に応用できることは言う
までもなく、例えば、偏向分離機能を必要としないCD
(コンパクトディスク)用ヘッドの場合には、往復路分
離素子を、例えば単なる平行平板に置き換えればよい。
Embodiments of the integrated optical unit of the present invention will be described below on the premise of the magneto-optical system shown in FIG. 2. However, each embodiment described below is a semiconductor laser, a round-trip path separating element. Needless to say, the present invention can be applied to all optical systems for optical recording media having a photodetector for signal detection, for example, a CD that does not require a polarization separation function.
In the case of a (compact disk) head, the reciprocating path separation element may be replaced with, for example, a simple parallel plate.

【0037】図6は、この発明の第1実施例を示す平面
図である。実装用基板600は、最上面が(110)の
シリコンウエハからなり、ハッチングを施して示す凸部
601〜605以外は、異方性エッチングにより、例え
ば、深さ1.2mmまで除去さている。図6において、
凸部が直接ダイサーカットされるシリコンウエハの上・
下・左面以外の1.2mm深さの側壁面は、全てエッチ
ングで形成された(111)面の垂直壁であり、右面は
(111)垂直壁が、深さ1.2mmまで立っており、
残された厚み分、例えば0.5mmがダイサーカットさ
れる。
FIG. 6 is a plan view showing the first embodiment of the present invention. The mounting substrate 600 is made of a silicon wafer having a top surface of (110), and is removed by anisotropic etching to a depth of 1.2 mm except for the convex portions 601 to 605 shown by hatching. In FIG.
On the silicon wafer where the convex part is directly dicer cut
Except for the lower and left side surfaces, the side wall surfaces having a depth of 1.2 mm are all vertical walls of the (111) plane formed by etching, and the right surface has the (111) vertical wall up to a depth of 1.2 mm.
The remaining thickness, for example, 0.5 mm is dicer cut.

【0038】凸部601の左端垂直壁には、半導体レー
ザを接合するためのコート処理を施し、この垂直壁に放
熱効果を考慮して、半導体レーザ101をジャンクショ
ン・ダウンで位置出し調整した状態で接合する。また、
凸部602および603は、それぞれの109.5°の
コーナを位置決めガイドとして用いて、多像平行平面板
301を回転止めした状態で位置決めして接着する。な
お、多像平行平面板301は、半導体レーザ101と信
号検出用光検出器306との間の光軸方向の光学的共役
距離に関しては、回転に対する許容量が大きいので、凸
部602および603の凸コーナの寸法精度の誤差は、
あまり影響しない。
A coating process for joining the semiconductor laser is applied to the left end vertical wall of the convex portion 601, and the semiconductor laser 101 is positioned and adjusted by the junction down in consideration of the heat radiation effect on the vertical wall. To join. Also,
The convex portions 602 and 603 use the respective corners of 109.5 ° as positioning guides to position and bond the multi-image plane parallel plate 301 while the rotation is stopped. Since the multi-image plane parallel plate 301 has a large tolerance for rotation with respect to the optical conjugate distance in the optical axis direction between the semiconductor laser 101 and the signal detection photodetector 306, the projections 602 and 603 have a large tolerance. The error in the dimensional accuracy of a convex corner is
Does not affect much.

【0039】凸部604および605は、それらの右端
垂直壁が同一平面内に位置するように形成して、これら
凸部604および605の右端垂直壁に、信号検出用光
検出器306をx,y調整可能な状態で位置決めして実
装する。また、凸部603および604の上端垂直壁
は、ダイサーカット面で、同一平面内にあるので、これ
らの面に光量モニタ用光検出器305を粗調整により位
置決めして接着する。なお、信号検出用光検出器306
および光量モニタ用光検出器305には、それぞれ配線
用のサブマウント607および606を一体に装着す
る。
The convex portions 604 and 605 are formed such that their right end vertical walls are located in the same plane, and the signal detecting photodetector 306 is attached to the right end vertical walls of these convex portions 604 and 605 by x, y Position and mount in an adjustable state. Further, since the upper end vertical walls of the convex portions 603 and 604 are dicer cut surfaces and are in the same plane, the light amount monitor photodetector 305 is positioned and adhered to these surfaces by rough adjustment. Note that the photodetector 306 for signal detection
Further, wiring light submounts 607 and 606 are integrally attached to the light amount monitor photodetector 305.

【0040】各光学部品の高さは、例えば、1mm程度
とし、光軸(光束の中心)は、底面と上面との中間付近
に設定し、光束が通る光路は、当然のことながら凸部を
避けて設計する。なお、この実施例では、超深溝加工で
あっても、エッチング底面の平坦部が確保できるよう
に、70.5°のコーナは、エッチングされる溝部には
使用していない。また、シリコンウエハに形成される複
数の隣接パターンの影響で、斜(111)面が出現して
も、光学部品が実装される領域のエッチング底面は、平
坦となるように考慮している。
The height of each optical component is, for example, about 1 mm, the optical axis (center of the light beam) is set near the middle between the bottom surface and the upper surface, and the optical path through which the light beam passes naturally has a convex portion. Avoid and design. In this embodiment, the corner of 70.5 ° is not used for the groove portion to be etched so that the flat portion of the etching bottom surface can be secured even in the ultra deep groove processing. Further, even if the oblique (111) surface appears due to the influence of a plurality of adjacent patterns formed on the silicon wafer, the etching bottom surface of the region where the optical component is mounted is considered to be flat.

【0041】この実施例によれば、半導体レーザ101
および信号検出用光検出器306を、同一方位の(11
1)面の垂直壁に固着し、多像平行平面板301を、垂
直壁の2つの凸のコーナに回転止めして固着するように
しているので、半導体レーザ101、多像平行平面板3
01および信号検出用光検出器306の3者間の光学的
共役距離関係を保持し易く、それらの光軸方向の距離関
係をμmオーダで確保することができる。
According to this embodiment, the semiconductor laser 101
And the signal-detecting photodetector 306 to (11
1) is fixed to the vertical wall of the plane, and the multi-image parallel plane plate 301 is fixed to the two convex corners of the vertical wall by stopping rotation, so that the semiconductor laser 101 and the multi-image plane parallel plate 3 are fixed.
01 and the signal detection photodetector 306 can easily maintain the optical conjugate distance relationship between them, and the distance relationship in the optical axis direction can be secured on the order of μm.

【0042】なお、第1実施例では、信号検出用光検出
器306については、xy調整を行うことを前提として
いるが、各実装パーツのxy方向の寸法精度もμmオー
ダで確保できれば、xy調整も不要になる。また、xy
方向の少なくとも一方、例えばy方向だけでも精度を確
保すれば、x方向のみの調整で済むことになり、効果は
大きくなる。
In the first embodiment, the signal detection photodetector 306 is premised on the xy adjustment. However, if the dimensional accuracy in the xy direction of each mounting part can be secured on the order of μm, the xy adjustment is performed. Becomes unnecessary. Also, xy
If accuracy is secured in at least one of the directions, for example, in the y direction, adjustment in the x direction is sufficient, and the effect becomes large.

【0043】実装部品のxy調整は、例えば無限光学系
で考えれば、コリメータレンズまでを集積型光学ユニッ
トと一体化し、コーナーキューブプリズムや、レンズと
その焦点位置に置かれたミラーとからなるキャッツアイ
光学系のような、平行光をそのまま光源側に戻す光学系
を使用して調整することができる。
For the xy adjustment of the mounted components, for example, in the case of an infinite optical system, even a collimator lens is integrated with an integrated optical unit to form a corner cube prism and a cat's eye consisting of a lens and a mirror placed at its focal position. It can be adjusted using an optical system such as an optical system that returns collimated light to the light source side as it is.

【0044】この実施例によれば、3.5mm×7mm
×厚さ1.7mm程度の実装用基板600に、図6に示
す全てのパーツを実装することができる。なお、この実
施例は、光磁気記録媒体装置に使われる光学ヘッドに限
らず、少なくとも半導体レーザ、光検出器、往復路分離
素子を実装する光学ヘッドに有効に適用することがで
き、同様に小型化を図ることができる。
According to this embodiment, 3.5 mm × 7 mm
× All the parts shown in FIG. 6 can be mounted on the mounting substrate 600 having a thickness of about 1.7 mm. It should be noted that this embodiment is not limited to the optical head used in the magneto-optical recording medium device, but can be effectively applied to at least an optical head mounting a semiconductor laser, a photodetector, and a round-trip path separating element, and is similarly small in size. Can be realized.

【0045】図7は、この発明の第2実施例の部分斜視
図である。この実施例は、実装用基板600を、厚さほ
ぼ0.5mmの(100)シリコンウエハ702上に、
例えばSiO2 よりなるエッチングストッパ層703を
介して、(110)シリコンウエハ701を直接接合ま
たは陽極接合して構成し、その(110)シリコンウエ
ハ701に、第1実施例と同様に、異方性エッチングに
より凸部601〜605を形成して、半導体レーザ10
1、多像平行平面板301、信号検出用光検出器306
および光量モニタ用光検出器305を実装したもので、
その他の構成は第1実施例と同様である。
FIG. 7 is a partial perspective view of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the mounting substrate 600 is placed on a (100) silicon wafer 702 having a thickness of about 0.5 mm.
For example, the (110) silicon wafer 701 is directly bonded or anodically bonded via an etching stopper layer 703 made of SiO 2 , and the (110) silicon wafer 701 is anisotropy similarly to the first embodiment. By forming the convex portions 601 to 605 by etching, the semiconductor laser 10
1, multi-image plane parallel plate 301, photodetector 306 for signal detection
And a light quantity monitor photodetector 305 mounted,
Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0046】このように、エッチングストッパ層703
を設ければ、エッチング底面の面精度および深さ精度を
容易に確保することができるので、エッチング処理を容
易に行うことができる。
In this way, the etching stopper layer 703 is formed.
By providing the above, since it is possible to easily secure the surface accuracy and the depth accuracy of the etching bottom surface, it is possible to easily perform the etching process.

【0047】この発明の第3実施例においては、信号検
出用光検出器306のμmオーダのx,y調整を容易に
し、かつ接着固定時のズレを防止するため、図7に仮想
線で示すように、信号検出用光検出器306を固着する
凸部604および605の右端垂直壁に開口して吸着用
空気穴704,705をそれぞれ形成する。これら吸着
用空気穴704,705は、図8に吸着用空気穴705
を、図6のA−A断面位置で示すように、それぞれ実装
用基板600の底面に貫通して形成する。
In the third embodiment of the present invention, a virtual line is shown in FIG. 7 in order to facilitate the x, y adjustment of the photodetector 306 for signal detection on the order of μm and prevent the deviation at the time of bonding and fixing. As described above, the suction air holes 704 and 705 are formed by opening the right end vertical walls of the convex portions 604 and 605 to which the signal detection photodetector 306 is fixed. The suction air holes 704 and 705 are shown in FIG.
Are formed so as to penetrate the bottom surface of the mounting substrate 600, respectively, as shown by the AA cross-section position in FIG.

【0048】吸着用空気穴704,705を形成するに
あたっては、まず、(110)シリコンウエハ701の
裏面に、予めエッチングによって吸着用空気穴704,
705を形成する。この場合のマスク開口の長さおよび
幅は、予測される凸部604,605の右端垂直壁面の
断面方向に、斜(111)面の作用により、エッチング
が0.8〜1mm程度の深さで自動停止するように選定
する。また、(100)シリコンウエハ702には、エ
ッチングストッパ層703を形成すると共に、この(1
00)シリコンウエハ702にエッチングストッパ層7
03を通して、吸着用空気穴704,705にそれぞれ
対応する貫通穴801を異方性エッチングによって予め
形成する。
In forming the suction air holes 704 and 705, first, the suction air holes 704 and 704 are previously etched on the back surface of the (110) silicon wafer 701.
705 is formed. The length and width of the mask opening in this case are such that the etching is performed at a depth of about 0.8 to 1 mm in the sectional direction of the right end vertical wall surface of the projected portions 604 and 605 due to the action of the inclined (111) surface. Select to stop automatically. Further, an etching stopper layer 703 is formed on the (100) silicon wafer 702, and
00) Etching stopper layer 7 on silicon wafer 702
Through 03, through holes 801 corresponding to the suction air holes 704 and 705 are formed in advance by anisotropic etching.

【0049】次に、(110)シリコンウエハ701と
(100)シリコンウエハ702とを位置出し接合した
後、第2実施例と同様に(110)シリコンウエハ70
1を異方性エッチングして凸部601〜605を形成す
る。この場合、既に形成された吸着用空気穴は、全て
(111)面となっているので、再度エッチングに晒さ
れても、その穴形状は保持される。
Next, the (110) silicon wafer 701 and the (100) silicon wafer 702 are positioned and bonded, and then the (110) silicon wafer 70 is formed in the same manner as in the second embodiment.
1 is anisotropically etched to form projections 601 to 605. In this case, since the adsorption air holes that have already been formed are all (111) planes, even if the adsorption air holes are exposed to etching again, the hole shape is maintained.

【0050】図9(a)および(b)は、(100)シ
リコンウエハ702の異方性エッチングの様子を示すも
のである。(100)シリコンウエハ702の場合に
は、(110)シリコンウエハ701の場合とは異な
り、異方性エッチングにより矩形開口の角錐溝が形成さ
れ、その上面と成す角度は、54.7°となる。図9
(a)は、エッチング進行中の過程を示し、4つの(1
11)面以外に、(100)面が未だ底面に残ってい
る。このエッチングは、図9(b)に示す状態までエッ
チングが進行すると停止して、4つの(111)面だけ
が残る。したがって、矩形短辺を2lとする場合、(1
00)シリコンウエハ702の厚さを、l×tan54.7 °
以下とすれば、角錐溝を貫通させることができる。
9A and 9B show a state of anisotropic etching of the (100) silicon wafer 702. In the case of the (100) silicon wafer 702, unlike the case of the (110) silicon wafer 701, a rectangular pyramidal groove having a rectangular opening is formed by anisotropic etching, and the angle formed with the upper surface thereof is 54.7 °. . Figure 9
(A) shows a process in progress of etching, and four (1)
In addition to the (11) plane, the (100) plane still remains on the bottom surface. This etching stops when the etching progresses to the state shown in FIG. 9B, and only four (111) planes remain. Therefore, when the short side of the rectangle is 2 l, (1
00) The thickness of the silicon wafer 702 is set to l × tan54.7 °
With the following, the pyramidal groove can be penetrated.

【0051】このように、予め加工された(110)シ
リコンウエハ701と(100)シリコンウエハ702
とを接合することにより、凸部604,605の右端垂
直壁面から実装用基板600の底面に貫通する吸着用空
気穴704,705を形成することができる。したがっ
て、信号検出用光検出器306の実装にあたって、実装
用基板600の底面から吸着用空気穴704,705を
介して空気を吸引することにより、信号検出用光検出器
306を凸部604,605の右端垂直壁面に吸着する
ことができるので、信号検出用光検出器306をμmオ
ーダで容易にx,y調整することができると共に、調整
後に接着固定する際のズレを有効に防止することができ
る。なお、このような吸着用空気穴は、他の光学部品、
例えば、半導体レーザ101や光量モニタ用光検出器3
05に対しても有効である。
In this way, the (110) silicon wafer 701 and the (100) silicon wafer 702 which have been preliminarily processed.
By joining and, it is possible to form suction air holes 704 and 705 penetrating from the right end vertical wall surfaces of the convex portions 604 and 605 to the bottom surface of the mounting substrate 600. Therefore, when the signal detection photodetector 306 is mounted, air is sucked from the bottom surface of the mounting substrate 600 through the suction air holes 704 and 705, so that the signal detection photodetector 306 is projected to the convex portions 604 and 605. Since the photodetector 306 for signal detection can be easily adjusted in x and y on the order of μm because it can be adsorbed to the right end vertical wall surface, it is possible to effectively prevent the deviation when adhering and fixing after the adjustment. it can. In addition, such an adsorption air hole, other optical parts,
For example, the semiconductor laser 101 and the light quantity monitor photodetector 3
It is also effective for 05.

【0052】図10は、この発明の第4実施例を示すも
のである。この実施例は、実装用基板600に、さらに
凸部608をエッチングにより形成し、この凸部608
の70.5°のコーナを、半導体レーザ101の光軸方
向の位置決めガイドとして用いるようにしたもので、そ
の他の構成は上述した実施例と同様である。ここで、半
導体レーザ101は、ジャンクション・ダウンで凸部6
01の左端垂直壁に位置出し調整後に接合されるが、半
導体レーザ101の厚さは、100μm程度であり、そ
の発光面は凸部601に接合される面から、数μmの位
置にある。したがって、凸部608のコーナが、半導体
レーザ101の発光端面の中間付近よりも離れて位置す
るように、凸部608を形成すれば、そのコーナを半導
体レーザ101を押圧して位置決めする位置決めガイド
として用いることができる。
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. In this example, a convex portion 608 is further formed on the mounting substrate 600 by etching, and the convex portion 608 is formed.
The 70.5 ° corner is used as a positioning guide in the optical axis direction of the semiconductor laser 101, and other configurations are the same as those in the above-described embodiments. Here, the semiconductor laser 101 has the junction 6 down and the convex portion 6
The semiconductor laser 101 has a thickness of about 100 μm, and its light emitting surface is at a position of several μm from the surface bonded to the convex portion 601. Therefore, if the convex portion 608 is formed so that the corner of the convex portion 608 is located farther from the vicinity of the middle of the light emitting end face of the semiconductor laser 101, the corner serves as a positioning guide that presses the semiconductor laser 101 and positions it. Can be used.

【0053】なお、凸部608は、好ましくは、半導体
レーザ101からの光束がニアーフィールド付近で回折
を受けないように、光軸から25°〜30°の外側に形
成すると共に、位置決め用の70.5°のコーナを精度
良く形成する。
The convex portion 608 is preferably formed outside the optical axis by 25 ° to 30 ° so as to prevent the light beam from the semiconductor laser 101 from being diffracted in the vicinity of the near field, and is also positioned for positioning 70. Accurately form a corner of 0.5 °.

【0054】この実施例によれば、半導体レーザ101
は、凸部601の左端垂直壁と、凸部608の70.5
°のコーナとを位置決めガイドとして実装されるので、
ラフな高さ方向(y方向)のみの調整で済むという利点
がある。
According to this embodiment, the semiconductor laser 101
Is the left end vertical wall of the protrusion 601 and 70.5 of the protrusion 608.
Since it is mounted as a positioning guide with the corner of °,
There is an advantage that only a rough height direction (y direction) needs to be adjusted.

【0055】以上説明した実施例の効果を要約すると、
以下の通りである。 精度や耐環境特性が要求される部位を、実質上1枚
のハウジング(実装用基板600)にコンパクトに精度
良く実装できるので、高安定化・低価格化・小型軽量化
が図り易い。 半導体レーザ101、往復路分離素子301、信号
検出用光検出器306の光軸方向の位置関係がμmオー
ダで確保されるので、従来に比べて調整を格段に簡略化
できる。また、無限系の場合には、簡便な擬似光学系を
用いての調整が可能となる。すなわち、xy方向とz方
向の調整が干渉しなくなるので、中間特性値での調整が
可能となる。 調整箇所が、信号検出用光検出器306、あるいは
これと半導体レーザ101のみとなるので、著しく調整
工数を簡略化できる。 更に精度を上げることにより、一切の調整が不要な
実装も可能となる。 3.5mm×7mm×1.7mm程度の実装用基板
600に、半導体レーザ101、往復路分離素子30
1、信号検出用光検出器306を、さらには光量モニタ
用光検出器305までもパッケージ化することができ
る。したがって、この状態で、全てを不活性ガス封止す
ることにより、装置の寿命を飛躍的に延ばすことが可能
となる。 斜(111)面がエッチング底面に現れない構造
で、かつ凸の70.5°のコーナは、利用するとしても
半導体レーザ101の光軸方向の位置決めのみであるの
で、精度の確保が容易にできる。 半導体レーザ101および信号検出用光検出器30
6が固着される垂直壁は、同一方位の(111)面であ
り、多像平行平面板301は位置ずれがないように回転
止めして固着されるので、これら3者間の光軸方向の距
離関係をμmオーダで確保することができる。
To summarize the effects of the embodiments described above,
It is as follows. Since parts that require precision and environmental resistance can be mounted in a single housing (mounting substrate 600) in a compact and accurate manner, it is easy to achieve high stability, low cost, and small size and light weight. Since the positional relationship in the optical axis direction of the semiconductor laser 101, the round-trip path separating element 301, and the signal detecting photodetector 306 is secured in the order of μm, the adjustment can be significantly simplified as compared with the conventional case. Further, in the case of an infinite system, adjustment can be performed using a simple pseudo optical system. That is, since the adjustments in the xy direction and the z direction do not interfere with each other, the adjustment with the intermediate characteristic value becomes possible. Since the adjustment location is only the signal detection photodetector 306, or this and the semiconductor laser 101, the number of adjustment steps can be significantly simplified. By further increasing the accuracy, it is possible to implement without any adjustment. The semiconductor laser 101 and the reciprocating path separation element 30 are mounted on a mounting substrate 600 of about 3.5 mm × 7 mm × 1.7 mm.
1. The signal detection photodetector 306, and even the light amount monitor photodetector 305 can be packaged. Therefore, in this state, by sealing everything with an inert gas, it becomes possible to dramatically extend the life of the device. Since the inclined (111) surface does not appear on the etching bottom surface and the convex 70.5 ° corner is used only for positioning the semiconductor laser 101 in the optical axis direction, it is easy to ensure accuracy. . Semiconductor laser 101 and photodetector 30 for signal detection
The vertical wall to which 6 is fixed is a (111) plane in the same direction, and since the multi-image parallel plane plate 301 is fixed by stopping rotation so that there is no displacement, the multi-image parallel plane plate 301 is fixed in the optical axis direction between these three. The distance relationship can be secured on the order of μm.

【0056】[0056]

【発明の効果】この発明によれば、少なくとも最上面が
(110)のシリコンウエハに、{111}を側面とし
て形成した複数の垂直壁を有する実装用基板を用い、こ
の実装基板の垂直壁に、半導体レーザおよび信号検出用
光検出器を固着し、垂直壁の少なくとも2つの凸のコー
ナに往復路分離素子を回転止めして固着するようにした
ので、各光学部品を正確に位置決めして実装できると共
に、小型、薄型で、安価にでき、しかも耐環境性に優れ
た集積型光学ユニットを得ることができる。
According to the present invention, a mounting substrate having a plurality of vertical walls formed with {111} as the side faces is used on at least the uppermost surface of a (110) silicon wafer, and the vertical walls of the mounting substrate are used. Since the semiconductor laser and the photodetector for signal detection are fixed and the round-trip path separating element is fixed to at least two convex corners of the vertical wall by rotation, the optical components are accurately positioned and mounted. In addition, it is possible to obtain an integrated optical unit that is small, thin, inexpensive, and excellent in environment resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明にかかる集積型光学ユニットを用いる
場合の光記録媒体装置の光学系の基本構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an optical system of an optical recording medium device when an integrated optical unit according to the present invention is used.

【図2】この発明にかかる集積型光学ユニットを用いる
場合の光記録媒体装置の光学系の一例の構成を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an example of an optical system of an optical recording medium device when the integrated optical unit according to the present invention is used.

【図3】図2に示す信号検出用光検出器の構成を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a photodetector for signal detection shown in FIG.

【図4】(110)シリコンウエハの異方性エッチング
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining anisotropic etching of a (110) silicon wafer.

【図5】同じく、(110)シリコンウエハの異方性エ
ッチングを説明するための図である。
FIG. 5 is also a drawing for explaining anisotropic etching of a (110) silicon wafer.

【図6】この発明の第1実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図7】同じく、第2実施例を示す図である。FIG. 7 is also a diagram showing a second embodiment.

【図8】同じく、第3実施例を示す図である。FIG. 8 is likewise a diagram showing a third embodiment.

【図9】第3実施例での(100)シリコンウエハの異
方性エッチングを説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining anisotropic etching of a (100) silicon wafer in a third example.

【図10】この発明の第4実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図11】従来の光学ヘッドを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a conventional optical head.

【図12】図11に示す信号検出用光検出器の構成を示
す図である。
12 is a diagram showing a configuration of the signal detection photodetector shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体レーザ 103 偏光膜 104 対物レンズ 105 光磁気記録媒体 106 情報トラック 111 光検出器 201 往復路分離素子 301 多像平行平面板 305 光量モニタ用光検出器 310 コリメータレンズ 306 信号検出用光検出器 600 実装用基板 601〜605,608 凸部 701 (110)シリコンウエハ 702 (100)シリコンウエハ 703 エッチングストッパー層 704,705 吸着用空気穴 Reference Signs List 101 semiconductor laser 103 polarizing film 104 objective lens 105 magneto-optical recording medium 106 information track 111 photodetector 201 reciprocating path separation element 301 multi-image parallel plane plate 305 light intensity monitor photodetector 310 collimator lens 306 signal detection photodetector 600 Mounting substrate 601 to 605, 608 Convex portion 701 (110) Silicon wafer 702 (100) Silicon wafer 703 Etching stopper layer 704, 705 Adsorption air hole

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光記録媒体に対して情報の記録・再生を
行う光記録媒体装置に用いる集積型光学ユニットであっ
て、 少なくとも最上面が(110)のシリコンウエハからな
り、{111}を側面とする複数の垂直壁を有する実装
用基板と、 この実装用基板の(111)垂直壁に固着された半導体
レーザと、 異なる(111)垂直壁に固着され、前記光記録媒体か
らの戻り光を受光する光検出器と、 異なる(111)垂直壁の少なくとも2つの凸のコーナ
に回転止めして固着され、前記半導体レーザからの光束
を前記光記録媒体側に導くと共に、前記光記録媒体から
の戻り光を前記光検出器側に導く往復路分離素子とを有
することを特徴とする集積型光学ユニット。
1. An integrated optical unit used in an optical recording medium device for recording / reproducing information on / from an optical recording medium, wherein at least an uppermost surface is made of a (110) silicon wafer, and {111} is a side surface. A mounting substrate having a plurality of vertical walls, a semiconductor laser fixed to a (111) vertical wall of the mounting substrate, and a return light from the optical recording medium fixed to a different (111) vertical wall. A photodetector for receiving light and at least two convex corners of different (111) vertical walls are fixed to prevent rotation, and guide the light beam from the semiconductor laser to the optical recording medium side, and An integrated optical unit, comprising: a round-trip path separating element that guides return light to the photodetector side.
【請求項2】 前記半導体レーザが固着される垂直壁お
よび前記光検出器が固着される垂直壁は、同一方位の
(111)面であることを特徴とする請求項1記載の集
積型光学ユニット。
2. The integrated optical unit according to claim 1, wherein the vertical wall to which the semiconductor laser is fixed and the vertical wall to which the photodetector is fixed are (111) planes having the same orientation. .
【請求項3】 前記実装用基板は、前記半導体レーザお
よび光検出器の少なくとも1つを、対応する垂直壁に吸
着するための貫通空気穴を有することを特徴とする請求
項1または2記載の集積型光学ユニット。
3. The mounting substrate according to claim 1, wherein the mounting substrate has a through air hole for adsorbing at least one of the semiconductor laser and the photodetector to a corresponding vertical wall. Integrated optical unit.
JP6171107A 1974-09-26 1994-07-22 Integrated optical unit Withdrawn JPH0836780A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6171107A JPH0836780A (en) 1994-07-22 1994-07-22 Integrated optical unit
US08/447,208 US5804814A (en) 1994-05-20 1995-05-22 Optical pick-up head and integrated type optical unit for use in optical pick-up head
US08/840,723 US5814807A (en) 1994-05-20 1997-04-25 Optical pick-up head and integrated type optical unit for use in optical pick-up head
US09/105,009 US5898167A (en) 1974-09-26 1998-06-26 Optical pick-up head and integrated type optical unit for use in optical pick-up head

Applications Claiming Priority (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100601931B1 (en) * 2003-06-16 2006-07-14 삼성전자주식회사 Slim optical pickup

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